1. Коллоидты ерітінділердің кинетикалық және агрегативтік тұрақтылығы

Коллоидты жүйенің салыстырмалы термадинамикалық тұрақтылығы – бұл жүйенің уақыт бірлігінде өзінің күйі мен қасиеттерін өзгертпей сақтай білу қабілеті.

Дисперсті жүйелердің тұрақтылығы – бұл дисперсті фаза бөлшектерінің бастапқы дисперстілік дәрежесін сақтай білу қабілеті және олардың дисперсті ортада біркелкі таралуы.

Кинетикалық (седиментациялық) тұрақтылық – бұл дисперсті фазаның ауырлық күшіне қатысты тұрақтылығы, ол жүйенің бөлшектерінің оның бүкіл көлеміне біркелкі таралуы қабілетін сипаттайды.

Агрегаттық тұтқырлық – бұл коллоидты бөлшектердің бір-бірімен бірікпей және бастапқы дисперстілік дәрежесін сақтап қалу қабілеті.

Термодинамикалық тұрақты коллоидтар (лиофильді):

• өздігінен диспергирленеді (∆G<0);

• қосымша тұрақтандырусыз жүре алады;

• БАЗ мицеллярлы ерітінділері, ЖМЗ ерітінділері.

Термодинамикалық тұрақсыз коллоидтар (лиофобты):

• өздігінен түзілмейді (∆G>0);

• қосымша тұрақтандыруды қажет етеді;

• зольдер, суспензиялар, эмульсиялар.

Термодинамикалық тұрақтылық факторлары:

• электростатикалық фактор электростатикалық тебіліс есебінен аттас зарядталған иондардың жақындауынан бөлшектерді қорғайтын ҚЭҚ (ДЭС) болуымен түсіндіріледі;

• адсорбциялық-сольватты фактор бөлшектердің соқтығысында адсорбциялық-сольватт қабаттар олардың бірігуіне кедергі келтіруімен байқалатын фаза аралық тартылысты кемуіне және бөліну бетінің ∆G азаюына әкеледі.

• энтропиялық фактор дисперстілігі жоғары жүйелер үшін тән, броундық қозғалыстағы майда бөлшектердің қатысуы есебінен байқалады және бөлшектердің жүйенің бүкіл көлемінде біркелкі таралуына себебін тигізеді.

Кинетикалық тұрақтылық факторлары:

• құрылымдық-механикалық фактор бөлшектер бетінде механикалық беріктігі мен серпінділігі есебінен бірігуіне кедергі келтіретін қорғаныш қабаттардың (үлдір) түзілуімен байланысты;

• гидродинамикалық фактор ортаның тұтқырлығы, дисперстік фаза мен дисперстік ортаның тығыздығын арттырғанда агрегаттану жылдамдығы төмендетеді.

Кинетикалық тұрақтылыққа әсер ететін факторлар:

• температура;

• бөлшектердің өлшемі;

• ортаның тығыздығы.

2. Зольдердің электролиттермен коагуляциясы. Шульце-Гарди ережесі

Коагуляция – бұл коллоидты бөлшектердің ірі агрегаттарға бірігу процесі.

Коагуляцияның сыртқы белгілері:

• ерітінді түсінің өзгеруі;

• ерітіндінің лайлануы;

• тұнбаның түсуі – седиментация.

Коагуляцияның сыртқы белгілері:

• электролиттерді қосу;

• температураның өзгкрісі;

• электр тоғын өткізу;

• механикалық әсер ету (шайқау);

• сәулелік энергиямен әсер ету;

• ұзақ диализ.

Коагуляция табалдырығы (Ст) – бұл зольдың бір литріне қосқанда коагуляциясын туғызатын электролиттің минимальды мөлшері.

1000

Ст= , [ ]- ммоль/л

Зольдің коагуляциялаушы қабілеті (КҚ) – бұл коагуляция табалдырығына кері шама.

КС= , осындағы

Ст – коагуляция табалдырығы, ммоль/л;

КҚ – золдьдің коагуляциялаушы қабілеті, л/ммоль;

Сэл – электролиттің молярлы консентрациясы, моль/л;

Vэл – электролиттің көлемі, мл;

Vзоль – зольдің көлемі, мл

Жасырын коагуляция – бұл жәй көзге көрінбейтін, седиментациялық тұрақтылығы сақталып, бөлшектердің іріленуі бойынша жүретін коагуляция процесінің бірінші стадиясы.

Айқын коагуляция – бұл ерітіндінің көзге көрінетін өзгерістерімен жүретін, бөлшектердің агрегаттанып, олардың седиментациялық тұрақтылығының жоғалуына байланысты жүретін коагуляция процесінің екінші стадиясы.

Шульце-Гарди ережесі:

• коагуляцияны заряд таңбасы коллоидты бөлшектің заряд таңбасына қарама-қарсы болатын электролит ионы тудырады;

• ион заряды артық болған сайын, оның коагуляциялаушы қабілеті жоғары болады.

Ион-коагулянт – бұл заряд таңбасы коллоидты бөлшектің заряд таңбасына қарама-қарсы болатын ион.

Лиотропты қатарлар – бұл коагуляциялаушы қабілетінің азаю ретінде орналасқан иондар қатары

Катиондардың коагуляциялаушы қабілеті:

Al³ + > Zn² + >Na⁺

Ag⁺ > Cs⁺ > Rb⁺ > NH₄⁺ >K⁺ > Na⁺ > Li⁺

Ba²⁺ > Si²⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺

Аниондардың коагуляциялаушы қабілеті:

PO^3-4 > SO₄^2- > Cl^-

Cl^- > Br^- > NO₃^- > I^- > CNS^-

Индифферентті электролит – бұл дисперстік фаза бөлшектерінің кристалдық торын жетілдіруге қабілеті жоқ иондары бар электролит.

Индифферентті емес электролит – бұл иондарының біреуі қатты фазаның кристалдық торын жетілдіруге қабілетті болып, оған өзінің зарядын бере алатын иондары бар электролит.

Концентрациялық коагуляция – бұл қарсы иондардың диффузиялық қабатының қысылып және электрокинетикалық потенциалдың абсолютті мәнінің азаюы салдарынан индифферентті электролит әсерінен жүретін коагуляция.

Нейтрализациялық коагуляция – бұл потенциал анықтаушы иондардың бейтараптанып және электродинамикалық потенциалдың абсолютті мәнінің азаюы салдарынан индифферентті емес электролит әсерінен жүретін коагуляция.

Электролиттер қоспасымен коагуляциясы:

• аддитивтік – бұл электролиттердің коагуляциялаушы қосынды әсері;

• синергизм – бұл электролиттердің коагуляциялаушы әсерінің өзара күшеюі;

• антагонизм – бұл бір электролиттің коагуляциялаушы әсерінен екінші электролитпен әлсіреуі.

Өзара коагуляция – бұл заряд таңбалары қарама-қарсы зольдердің бірге қатысуынан жүзеге асатын коагуляция

Баяу коагуляция – бұл коагуляция процесінің бастапқы стадиясы, ол электролиттің төменгі концентрациясында бөлшектердің барлық соқтығысулары олардың бірігуіне әкеліп соқпайтын шарт сақталған жағдайда жүреді.

Жылдам коагуляция – бұл электролиттің жоғары концентрациясында коагуляция жылдамдығының өсіп, белгілі бір мәнге жеткеннен соң, ары қарай өзгермейтін жағдайда жүретін коагуляция; бөлшектердің барлық соқтығысулары тиімді.